Teaduse ajalugu tunneb väheseid eksperimente, mille korraldamisega oleks aktiivselt seotud olnud üle tuhande inimese. Genfi lähedal Euroopa südames, Šveitsi ja Prantsusmaa piiril asuv elementaarosakeste füüsika laboratoorium CERNlink opens on new page oma üle 3000 töötajaga on aga just üks sellistest. Võhikule võib tunduda isegi pisut paradoksaalne, et looduse kõige tillemate koostisosade uurimiseks on tarvis suuri energiaid ja suure hulga inimeste tulemuslikku koostööd.
Keskuses töötavad teadlased kogu maailmast. Mõned pidevalt, teised on kutsutud teatud ajaks ja rangelt kindlaksmääratud ajakava alusel.
Keskuse tehniline ja teaduslik sisustus võimaldab igal üksikul teadlaste grupil lahendada oma teaduslikke probleeme ja kontrollida oma hüpoteese.
Samuti tekkis ka meil, Eesti, Läti ja Leedu füüsikaõpetajatel võimalus veeta selles maailma suurimas elementaarosakeste füüsika uurimiskeskuses mõned päevad. Õppeekskursiooni programm oli kavandatud sõna otseses mõttes minutite kaupa. Minut on elementaarse osakese elu jaoks terve igavik, mis tähendab, et uue avastamiseks mikrokliima füüsikas mõõdavad keskuse teadlased aega millisekundites.
Ühel koolituspäeval olid meie õppejõududeks meie riikide teadlased. Meie riigi esindaja Andres Tiko luges meile loengu teemal: „Mõne sõnaga Higgsi bosonite kohta“. Loengu alguses esitles ta ennast. Noor teaduste doktor õppis füüsikat alates 2003. aastast, lõpetas magistrantuuri ja töötas programmeerijana Indias. Praegu töötab püsivalt keskuses. Ta viis meie grupile läbi ekskursiooni maa-aluses elementaarosakeste kiirendis. Rääkis oma tööst gammakiirguriga, mis juba töötab Tartu kliinikus. Kirjeldas detektori kasutamise põhifunktsiooni.
Kiirendatavad elektronid ja positronid LEPi ringis ei liigu mitte pideva joana, vaid parvekaupa. Parvede liikumine on rihitud sedasi, et vastassuundades kihutavad osakesed peaksid kokku saama just nendes punktides, mida ümbritsevad detektorid. Kuigi parvedes on tihedalt koos miljoneid elektrone-positrone, vihisevad nad tavaliselt üksteisest erilise kärata mööda. Ainult mõnikord juhtub, et kogu seltskonnast üks elektron ja positron kokku põrkavad, seda nimetatakse sündmuseks. Elektron ja positron annihileeruvad põrkel, kuid jäävusseaduste tõttu tekib neist siiski hulk igasuguseid põrkeprodukte - uusi osakesi, mis nüüd suvalises suunas laiali lendavad. Just nende põrkeproduktide uurimise kaudu saab elementaarosakeste füüsika võimaluse korrigeerida oma teooriaid ehk nõnda ammutada mikromaailma kohta uusi teadmisi.
Detektor on konstrueeritud mõttega, et nende tekkivate põrkeproduktide kohta võimalikult detailne informatsioon kätte saada. Seepärast koosneb detektor musttuhandest täpselt paika pandud andurist, mille suurus on mõõdetav mikromeetrites. Seejuures on andurid paigutatud mitmes kihis ja neid mitut eri tüüpi. Näiteks mõned on tundlikud elektromagnetkiirguse suhtes, teised neelavad osavalt osakesi jne. Lõpuks väljub igast andurist viik või kaablike, mida mööda ta edastab signaali vastavalt sellele, kas mõni osakene tema tundlikkuse piirkonnast läbi läks. Kõigi andurite signaalid salvestatakse momentaalselt andmefaili ning detektor on valmis ootama järgmist sündmust.
Klassikaliste kvantfüüsika põhialustega tutvutakse veidi gümnaasiumis füüsika 5. kursusel. Materjal ei ole õpilaste jaoks igapäevane. Me kirjeldame kergete tuumade reaktsioone, siis räägime päikesest, tähtedest ja mustadest aukudest. Keskuses uuritakse juba ammu antimateeriat, antiosakesi.
Selle teadusliku linna külastamiseks on vaja algteadmisi elementaarosakeste füüsikast.
Rita Genno
füüsikaõpetaja
Foto Rita Genno
NB! Fotol olev detektor on konstrueeritud mõttega, et selles tekkivate põrkeproduktide kohta võimalikult detailne informatsioon kätte saada.
